Михаил Васильевич Ломоносов. 1711-1765
Шрифт:
Эпинус, считавший себя единственным знатоком оптики и астрономии в России, был очень раздражен «инсинуациями» Ломоносова, хотя и был вынужден признать в письме в Академию, что он «должен был отрешиться от астрономической точности и представить явление сообразно с пониманием тех, кто не был астрономом», а потому не поднимал вопроса о наклонении Венеры к эклиптике, что Ломоносов считал наиболее важным.
В ответ на это Ломоносов вполне резонно заметил, что Эпинус напрасно старается «загладить свои погрешности». Ломоносов особенно подчеркивает, что в России уже есть немало людей, достаточно осведомленных в астрономии, и что с ними не мешало бы считаться. «Неизвестно, кого почитает господин Епинус достойными обсерваторами, простой ли и неученый народ или тех, кои хотя не астрономы, однако ясно разумеют, что эклиптика, горизонт и пр., что в проекте изобразить надлежало. Ибо при Дворе, в Сенате, Коллегиях, а особливо в кадетских корпусах довольно разумеют первые основания Астрономии и немало оной преподают
Астрономические познания Ломоносова были весьма обширны, причем они, что необходимо отметить, сложились у него в России, на основе русских национальных потребностей. Интерес к «звездозаконию», издавна свойственный русским людям, был особенно силен в поморской среде. Уже во время плаваний с отцом по Белому морю Ломоносов приобрел привычку всматриваться в северное ночное небо. Первые сведения по мореходной астрономии из «Арифметики» Магницкого и популярные статьи в «Примечаниях к Ведомостям» укрепили его любознательность. В дальнейшем Ломоносов приобрел большую начитанность в специальной астрономической литературе. В его личной библиотеке было немало сочинений по астрономии: трактат Л. Эйлера о планетах, «Кометография» Гевелия, «Уранография» (большой звездный атлас в пятьдесят карт), о которой Ломоносов пометил: «очень хороша», и др. Напомним, что в 1744 году Ломоносов перевел изданное Академией наук описание явившейся кометы, а в 1753 году разработал оригинальную теорию кометных хвостов, связав ее со своими исследованиями по электричеству. Исследования советских ученых подтвердили гениальные догадки Ломоносова об электрической природе «бледного сияния» кометных хвостов.
Интересуясь вопросами астрономии, Ломоносов, разумеется, не ограничился книжным знакомством с предметом. Он с увлечением занимался сам наблюдениями над небесными светилами. Пользуясь при этом астрономическими приборами и зрительными трубами, он, естественно, не мог отнестись к ним пассивно и потратил много труда и изобретательности на их улучшение.
Приборы Ломоносова просты и остроумны. Он устраивает большую фотометрическую трубу для сравнения света звезд, или «фотометр», который следующим образом описывает в «Химических и оптических записках»: «В камеру выбеленную впускать свет солнечной сквозь разные дырки на бумагу, чтобы от ней во всю камеру свет распростирался, и мерить свет, читая такую печатную книгу, кою можно при одном сиянии звезд читать зимою. Апертуру (отверстие. — Л. М.)разделить на число звезд видимых, число покажет диаметр звезд».
При конструировании этого прибора Ломоносову, вероятно, вспомнилась знакомая ему со времен Спасских школ старинная книжка «Космотеорос» Гюйгенса, где изложен подобный же способ измерения диаметра неподвижных звезд. Однако, как было отмечено академиком С. И. Вавиловым, «в приборе Ломоносова введены улучшения по сравнению с Гюйгенсом».
Особенно настойчиво работал Ломоносов над усовершенствованием телескопов, рассматривая это как одну из важнейших задач практической оптики. Он тщательно изучает принятые и распространенные в его время зеркальные телескопы Ньютона и Грегори, считавшиеся настолько законченными и совершенными, что никому и в голову не приходило изменить их конструкцию. Однако Ломоносов никогда не думал, что «наука или какое-либо искусство достигли той степени совершенства, при которой нельзя ожидать более никаких новых успехов», а напротив, был твердо убежден, что «может еще усовершенствоваться и то, что почитается превосходнейшим». И его, разумеется, не мог остановить блеск и авторитет каких-либо иностранных имен. Он отлично видел, что конструкции телескопов Ньютона и Грегори отличаются серьезными недостатками, а мнимое совершенство их устройства всего лишь «запечатлено в умах их долгим употреблением и доверенностью к изобретателям». «Я всегда имел намерение, — указывал Ломоносов в подготовленной им в 1762 году «Речи об усовершенствовании зрительных труб», — дабы сии превосходные небесные орудия, коих изобретение принесло великую честь Невтону и Грегорию, не по доверию только были употребляемы, но через новые усовершенствования, из сокровищ оптики почерпаемые, лучше приспособления получали».
Рядом последовательных опытов Ломоносов установил и доказал, что наличие в этих телескопах небольшого дополнительного зеркальца только ухудшает видимость и что они «должны быть исправляемы более от излишества, нежели недостатка». Руководствуясь мыслью о необходимости убрать все лишнее, что составляет преграду свету, падающему на большое зеркало, Ломоносов устраняет дополнительное зеркальце и решительным образом изменяет всю конструкцию телескопа. Попутно Ломоносов изучает и различные другие вопросы, решение которых могло обеспечить улучшение работы любого оптического инструмента, устроенного с применением зеркал: о возможной точности изготовления вогнутых сферических зеркал, о том, насколько
Ломоносову удалось построить телескоп, состоявший только из одного вогнутого зеркала и окуляра. [318]
Работая над созданием нового типа телескопа, Ломоносов проявляет большую смелость и независимость конструкторской мысли.
«Новоизобретенная» им труба, как указывал Ломоносов в сохранившихся черновых заметках, «тем должна быть превосходнее Невтонианской и Грегорианской, что 1) работы меньше, для того что малого зеркала не надобно; а потом 2) и дешевле; 3) не загораживает большово зеркала и свету не умаляет; 4) не так легко может испортиться, как вышеписанные, а особливо в дороге; 5) не тупеют и не путаются в малом зеркале (коего нет и не надобно) лучи солнечные, и тем ясность и чистота умножаются; 6) новая белая композиция в зеркале к приумножению света способна». 15 апреля 1762 года, как указывает далее Ломоносов, была «учинена проба трубы катадиоптрической об одном зеркале, и мое изобретение произошло в действие с желаемым успехом».
318
Для этого ему пришлось наклонить ось большого зеркала на небольшой угол к оси падающего на него пучка лучей. Этим было достигнуто, что «фокус зеркала оказался вышедшим за пределы окружности, ограничивающей пучок лучей, падающих от наблюдаемого предмета на зеркало, то есть оказался за пределами самой трубы. Установив в этом фокусе окуляр, Ломоносов достиг желаемого». (В. Л. Ченакал. Оптика в дореволюционной России, «Труды Института истории естествознания», т. I, М.—Л., 1947, стр. 133.)
Приступив к астрономическим наблюдениям, Ломоносов обнаружил еще одно преимущество изобретенного им телескопа, при пользовании которым «сохраняется более обыкновенное положение головы и глаза; при том, чем выше наблюдаемое светило, тем большею выгодою пользуется наблюдатель, ибо видит оное под ногами».
Только в 1774 году зеркальный телескоп точно такой же конструкции был предложен и еще позже, в 1789 году, построен английским астрономом Гершелем, имя которого и было потом присвоено телескопам этого типа, тогда как приоритет в этом изобретении неоспоримо принадлежит Ломоносову.
Разработав новую, оригинальную конструкцию однозеркального телескопа, Ломоносов тотчас же приступает к ее осуществлению. Для этого ему необходимы мастера инструментальщики, оптики и механики, работавшие в академических мастерских. 21 апреля 1762 года Ломоносов входит с рапортом в академическую канцелярию, в котором пишет: «Изобретем мною новый род катадиоптрической трубы об одном большом зеркале без малого, который, ежели к совершенству приведен будет, то превзойдет простотою и чистотою известные поныне таковые инструменты и будет служить к чести Академии». Поэтому Ломоносов просит «для исправления сего дела» определить к нему на месяц на его «коште» (содержании) двух мастеров, Беляева и Тирютина, которые и произвели бы все необходимые работы в его доме и под его присмотром. Однако академическая канцелярия не постеснялась отказать ему в этой просьбе.
Разгневанный Ломоносов через несколько дней пишет вторично, пригрозив, что в случае дальнейшего упорства канцелярии он будет вынужден жаловаться в Сенат. «Уже тому много лет минуло, — писал он, — что инструментальных мастеров для наук не можно добиться, что всякой справедливости противно. Я ныне требую для знатного [дела], да вижу, что чуть ли не напрасно. Я и тем доволен буду, ежели Тирютин и Беляев ко мне на послеполуденные часы определены будут. Что ежели не воспоследует, принужден буду искать помощи тут, где, не принимая отговорок, дело все скоро рассмотрят и отдадут мне надлежащую справедливость». После такого решительного представления канцелярия наконец соблаговолила разрешить двум мастерам ходить «после полудни всякий день» на дом к Ломоносову для делания «новоизобретенной» трубы.
Осуществив изобретение телескопа «об одном большом зеркале без малого», Ломоносов продолжает упорно работать над дальнейшим усовершенствованием астрономических труб.
Отнюдь не отвергая значения конструкций Ньютона и Грегори, Ломоносов занимается их усовершенствованием. Он разрабатывает особую двухзеркальную «невтониано-грегорианскую» трубу, сочетавшую в себе и ломоносовское большое наклонное зеркало, и плоское зеркало Ньютона, и применявшийся Грегори окуляр, расположенный позади большого зеркала. «Основное преимущество этого ломоносовского телескопа перед грегорианским, — пишет В. Л. Ченакал, — состояло, как в «однозеркальной трубе», в полном использовании отражающей поверхности главного зеркала перед ньютонианским же, кроме того, и в том, что при равных фокусных расстояниях больших зеркал ломоносовский инструмент мог быть сделан много короче ньютонова». [319]
319
В. Л. Ченакал. Зеркальные телескопы Ломоносова. Сб. «Ломоносов», изд. Академии наук СССР, т. III, M.—Л., 1951, стр. 106.